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《高分子物理》标准化作业本

参考答案

沈阳化工学院 材料科学与工程学院

《高分子物理》课程组

2014.3

第一章 高分子链的结构

一、 概念

1、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

2、由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫构象。

3、均方末端距：高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。

4、链段：链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元，是高分子链中能够独立运动的最小单位。

5、全同立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。

6、无规立构：当取代基在主链平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接而成。

二、选择答案

1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（ A ）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。 A、H. Staudinger, B、K.Ziegler, G.Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 2、下列聚合物中，（ A ）是聚异戊二烯(PI)。

CH2CCH3ClCHCH2nOOC6H4OCOCH2CH2OnA、 C、

CH2 B、

nCOCCNHC6H4NHn

CH D、

3、下列聚合物中，不属于碳链高分子的是（ D ）。

A、聚甲基丙烯酸甲酯， B、聚氯乙烯， C、聚乙烯， D、聚酰胺 4、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（ B ）。

A、聚丙烯，B、聚异丁烯，C、聚丁二烯，D、聚苯乙烯 5、下列说法，表述正确的是（ A ）。

A、工程塑料ABS树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。 B、ABS树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀，可提高制品拉伸强度和硬度。 C、ABS树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性，可改善冲击强度。 D、ABS树脂中丙烯腈组分利于高温流动性，便于加工。 6、下列四种聚合物中，链柔顺性最好的是（ C ）。

A、聚氯乙烯， B、聚氯丁二烯， C、顺式聚丁二烯， D、反式聚丁二烯

7、在下列四种聚合物的晶体结构中，其分子链构象为H31螺旋构象为（ B ）。 A、聚乙烯， B、聚丙烯， C、聚甲醛， D、聚四氟乙烯

8、如果不考虑键接顺序，线性聚异戊二烯的异构体种类数为（ C ）。

A、6 B、7 C、8 D、11 9、自由基聚合制得的聚丙烯酸为（ B ）聚合物。

A、全同立构，B、无规立构，C、间同立构，D、旋光 10、热塑性弹性体SBS是苯乙烯和丁二烯的（ C ）。

A、无规共聚物， B、交替共聚物， C、嵌段共聚物， D、接枝共聚物 11、下列四种聚合物中，链柔顺性最差的是（ C ）。 A、CH2CH2n， B、

CH2CHCln， C、

CH2CHnCN，

D、

CH2CHnCH3

12、高分子在稀溶液中或高分子熔体中呈现（ C ）。

A、平面锯齿形构象 B、H31螺旋构象 C、无规线团构象 D、双螺旋构象

13、高分子科学领域诺贝尔奖获得者中，（ C ）把研究重点转移到高分子物理方面，逐渐阐明高分子材料结构与性能之间的关系。

A、H. Staudinger, B、K. Ziegler，G. Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 14、高分子链的构象属于聚合物结构层次中的（ B ）

A、一级结构 B、二级结构 C、三级结构 D、高级结构 15、下列说法，表述正确的是（ D ）。

A、自由连接链为真实存在，以化学键为研究对象。 B、自由旋转链为理想模型，以链段为研究对象。

C、等效自由连接链为理想模型，以化学键为研究对象。 D、高斯链真实存在，以链段为研究对象。 16、聚乙烯树脂中，（ B ）是支化高分子。

A、LLDPE， B、LDPE， C、HDPE，D、交联聚乙烯 17、下列四种聚合物中，链柔顺性最差的是（ D ）。

A 聚乙烯， B 聚丙烯， C 顺式聚1,4-丁二烯， D 聚苯乙烯

18、若聚合度增加一倍，则自由连接链的均方末端距变为原值的（ C ）倍。

A、0.5 B、1.414 C、2 D、4

19、在下列四种聚合物的晶体结构中，其分子链构象为平面锯齿型的为（ A ）。

A、聚乙烯， B、聚丙烯， C、聚甲醛， D、全同立构聚苯乙烯

20、下列高分子中，（ B ）可以进行重新熔融，二次加工制成新的制品。

A、交联聚乙烯，B、线性低密度聚乙烯LLDPE，C、硫化橡胶，D、热固性塑料 21、下列聚合物中不具有旋光异构的是（ D ）

A、聚丙烯 B、聚苯乙烯 C、聚氯乙烯 D、聚偏氯乙烯

三、填空题

1、高分子共聚物的序列结构指两种或两种以上共聚单体在分子中的排列，二元共聚物可以分为无规型、交替型、 嵌段 型和 接枝 型共聚物。

2、结晶聚乙烯(PE)的链构象为 平面锯齿型 构象，聚丙烯PP的链构象为H31螺旋构象，而柔性链高分子在溶液中均呈 无规线团 构象。

3、构造是指聚合物分子的形状，例如线形高分子，支化高分子， 星型 高分子，梯形

高分子和交联高分子等。

4、构型是指分子中原子在空间的排列，高分子链的构型包括 旋光异构 、 几何异构 和链接异构。

5、随着聚合物的柔顺性增加，链段长度 变小 、刚性因子值 变小 、无扰尺寸变小 、特征比 变小

6、高分子共聚物的序列结构是指两种或两种以上共聚单体在分子链中的排列方式，如SBS为 嵌段 共聚物，HIPS为 接枝 共聚物。

7、构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，如天然橡胶和古塔波胶（反式异戊二烯）为 几何 异构，全同聚丙烯和无规聚丙烯为 旋光 异构。

8、构造是指聚合物分子的形状，如高密度聚乙烯HDPE是 线形 高分子，低密度聚乙烯LDPE是 支化 高分子，而硫化橡胶是交联高分子。

四、判断题

1、通过高分子主链单键内旋转可改变聚合物的等规度。( × ) 2、实际高分子链可以看作等效自由连接链。( √ )

3、高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位。(√ ) 4、不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链的柔顺性越好。(× )

四、回答下列问题

1丙烯中碳－碳单链是可以转动的，通过单键的转动能否把全同立构的聚丙烯变为“间同立构”的聚丙烯？说明理由。

答：不能。全同立构和间同立构是两种不同的立体构型。构型是分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。单键的内旋转只能改变构象而不能改变构型。所以通过单键的转动不能把全同立构的聚丙烯变为“间同立构”的聚丙烯。

2、从链结构和聚集态结构的角度，说明为什么SBS具有热塑性弹性体的性质？若三嵌段结构为BSB，能否成为热塑性弹性体？ 答：SBS树脂是用阴离子聚合法制得的苯乙烯和丁二烯的三嵌段共聚物。其分子链的中段是聚丁二烯，两端是聚苯乙烯，SBS具有两相结构，橡胶相PB连续相，为柔性链段的软区，PS形成微区分散在橡胶相中，PS是具有刚性链段的硬区，起物理交联作用。SBS在常温为橡胶高弹性、高温下又能塑化成型的高分子材料。它是不需要硫化的橡胶，是一种热塑性弹性体。BSB不是一种热塑性弹性体。因为虽然它也三嵌段共聚物，但其分子链的中段是聚苯乙烯硬段，两端是聚丁二烯软段，相当于橡胶链的一端被固定在交联点上，另一端是自由活动的链端，而不是一个交联网。由于端链对弹性没有贡献，所以不能成为热塑性弹性体。

五、计算题

1、某单烯类聚合物的聚合度为4×104，试计算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链）

4

已知DP＝4×104 ，化学键数：n=2DP=8×10 自由旋转链： hmax/h2f,r=

222n200nl/2nl2==?6=163倍 3332、聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数（即刚性因子）σ=1.76，试计算

其等效自由连接链的链段长度b（已知碳碳键长为0.154nm，键角为109.5°） 解：

222h0??2h2fr?2nl?

Lmax?nlsin?2?2nl 32h0b??1.17nm

Lmax 3、 某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末端距（已知特性比Cn=12） 解：

n≈2DP=8000

2h0?nl2Cn=8000×0.1542×12=2.28×103（nm2）

DP=416000/104=4000